Raman, Sir Chandrasekhara Venkata (1888-1970).
Físico indio, nacido en Trichinópoly (cerca de Madrás, en el estado de Tamil Nadu) el 7 de noviembre de 1888, y fallecido en Bangalore (Karnakata) el 21 de noviembre de 1970. Fue galardonado con el Premio Nobel de Física en 1930, por su "descubrimiento del efecto de difusión de la luz en los medios transparentes", bautizado con su nombre (efecto Raman). Inculcó su pasión por la Ciencia a su sobrino Subrahmanyan Chandrasekhar, quien también acabó siendo distinguido con el Nobel de Física (1983) por sus estudios sobre la evolución de las estrellas.
Hijo de un prestigioso físico y matemático que recorrió numerosas ciudades impartiendo conferencias sobre las materias de su especialidad, se vio rodeado desde niño por un ambiente académico en el que pronto arraigó su innata curiosidad científica. A muy temprana edad se trasladó, con los suyos, a la ciudad de Visakhapatnam (en el estado de Andhra Pradesh), de la que pasó, ya adolescente (1902), a Madrás, para recibir su formación secundaria en el Presidency College, uno de los centros educativos más prestigiosos de la India.
Graduado como bachiller en 1904, con Medalla de Oro en Física y número 1 de su promoción, emprendió luego estudios superiores en la Universidad de Madrás, donde obtuvo el título de licenciado en Ciencias Físicas en 1907. Durante este período de formación, realizó brillantes trabajos de investigación en los campos de la óptica y la acústica, que le permitieron culminar su carrera con las más altas calificaciones.
Sin embargo, la situación socio-económica de la India no le brindaba grandes oportunidades como científico, por lo que, aprovechando sus conocimientos matemáticos, ingresó en el Departamento de Finanzas de su país, donde desplegó una intensa labor como funcionario. Mas no quiso permitir que estas obligaciones laborales le apartasen de su trayectoria científica, por lo que continuó realizando investigaciones y experimentos en el laboratorio de la Association for the Cultivation of Science de Calcuta (Asociación para el Cultivo de la Ciencia), de la que acabaría siendo nombrado Secretario Honorífico al cabo de unos años (1919).
Por fin, en 1917 pudo dejar las oficinas de la Hacienda india para ocupar una plaza de profesor en la Universidad de Calcuta, donde desplegó una fecunda y prolongada carrera docente durante más de tres lustros (1917-1933), al frente de la recién creada cátedra Palit de Física. Luego pasó a impartir clases en el Indian Institute of Science (Instituto Indio de Ciencia) de Bangalore (1933-1948), para acabar ejerciendo el cargo, en esa misma ciudad, de Director del Raman Institute of Research (Instituto Raman de Investigación), fundado y sufragado por el propio científico de Trichinópoly.
En 1926, cuatro años antes de ser galardonado con el Nobel, Chandrasekhara Venkata Raman había fundado el Indian Journal of Physics (Gaceta India de la Física), donde, en calidad de editor y principal redactor, fue publicando los resultados de sus investigaciones. Además, promovió la fundación de la Indian Academy of Sciences (Academia India de Ciencias), cuya presidencia asumió desde el principio. En su interés por divulgar cuanto antes su trabajo, pronto consiguió que esta institución editase periódicamente unas Actas en las que todos los científicos de la India -incluido el propio Raman- pudiesen dar a conocer sus teorías y experimentaciones. Su constante presencia en la cultura académica e institucional de la India -de la que fue uno de los mayores promotores durante buena parte del siglo XX- se completó con su ingreso en la Current Science Association (donde ocupó también el puesto presidencial) y en la Academia Pontificia de Ciencias (1961).
Elegido miembro de la Royal Society en 1924, y honrado con el título de Sir en 1929 -por la repercusión mundial que había tenido, un año antes, el anuncio del descubrimiento del efecto Raman-, el científico indio publicó varios ensayos y tratados en los que explicó pormenorizadamente los frutos de sus investigaciones. Entre ellos, cabe recordar los titulados Molecular diffraction of light (Difracción molecular de la luz), Diffraction of X-rays (Difracción de los rayos X) y Physics of crystals (Física de los cristales).
Teorías y descubrimientos
Los primeros trabajos de Raman estuvieron centrados en la acústica, concretamente en la difusión de las ondas sonoras producidas por las vibraciones de la cuerdas del violín y de otros instrumentos de su familia. Recogió estos estudios en su artículo "Maintenance of Vibrations" ("Mantenimiento de las vibraciones", 1918).
Cuatro años después, con la publicación de otro célebre artículo, "Molecular Diffraction of Light" ("Difracción molecular de la luz", 1922), el científico indio comenzaba a divulgar sus investigaciones sobre el campo de la óptica (especialmente, sobre la difracción de la luz y la de los rayos X), que habrían de conducirle al descubrimiento, el 28 de febrero de 1928, del que fue bautizado como efecto Raman, un fenómeno de dispersión inelástica de la luz que se produce en un cuerpo.
Entre 1934 y 1942, Raman realizó estudios teóricos y experimentales acerca de la difracción de la luz a través de ondas acústicas de frecuencias ultrasónicas e hiperacústicas. Investigó también los efectos producidos por los rayos X de vibraciones infrarrojas en cristales expuestos a la luz corriente; y, del estudio de los cristales, pasó a analizar la estructura y el comportamiento óptico de diferentes substancias iridiscentes (como el ágata, el ópalo y las perlas).
Raman no dejó de investigar hasta el final de su vida. Una de sus últimas aportaciones tuvo lugar en 1964, cuando, ya superados los setenta y cinco años de edad, enunció una teoría propia sobre la percepción del color que se oponía a la clásica teoría tricromática de Maxwell (1831-1879).
El efecto Raman
En 1923, el físico vienés Adolf Gustav Smekal había predicho teóricamente que, al irradiar un líquido transparente o un vapor con una luz monocromática, en el espectro de la luz difundida se podrían observar notables variaciones de la frecuencia. Raman tuvo ocasión de demostrar empíricamente dicha hipótesis el 28 de febrero de 1928.
En su laboratorio de la Universidad de Calcuta, Raman comprobó, en efecto, que cuando un rayo de luz monocromática atraviesa un cuerpo transparente (ya sea sólido, líquido o gaseoso), una parte mínima de esa luz choca con las moléculas y se difunde en otras direcciones. En condiciones normales, un porcentaje muy alto de la luz difundida tiene la misma frecuencia que la luz incidente; pero una pequeña porción de esa luz adquiere, al dispersarse, una longitud de onda diferente (que puede ser ligeramente superior o inferior). Se trata de una porción exigua de la luz difundida (en torno a la cienmilésima parte de la luz incidente), por lo que resulta muy complicado detectarla.
Este fenómeno de dispersión de la luz -conocido, como ya se ha apuntado más arriba, como efecto Raman- se produce cuando el choque de un fotón con una molécula es inelástico. Normalmente, el choque de un fotón con una molécula de un cuerpo transparente suele ser elástico, con lo que el fotón sale en otra dirección, pero manteniendo toda su energía y, por lo tanto, le misma frecuencia que llevaba antes del impacto. Pero en los pocos casos en que tiene lugar un choque inelástico, la molécula absorbe parte de la energía del fotón (con lo que éste rebota con una frecuencia inferior) o le cede parte de su propia energía (dando lugar, así, a que el fotón salga despedido con una frecuencia mayor).
Raman explicó también que la energía de la que se habla en estos casos no es la de excitación de los electrones de los átomos, sino la de vibración de dichos átomos dentro de la molécula, o, en el caso de los cuerpos gaseosos, la de rotación de la molécula.
Las aplicaciones del efecto Raman son de gran utilidad a la hora de proceder al análisis cualitativo de los cuerpos (es decir, para determinar de qué están compuestos), ya que cada molécula de una substancia concreta posee sus propios estados de vibración y da lugar a desplazamientos propios. Por otra parte, la intensidad del espectro resultante del efecto Raman es proporcional a la mayor o menor cantidad de moléculas de una u otra substancia, lo que facilita también el análisis cuantitativo de la composición de un cuerpo.
